Огляд плат Arduino

Зміст

1. Вступ до Arduino
2. Особливості плат Arduino
3. Arduino Uno
4. Arduino Leonardo
5. Arduino Mega
6. Arduino Nano
7. Arduino Due
8. Застосування та проекти
9. Як вибрати відповідну плату Arduino

Вступ до Arduino

Arduino – відкрита апаратна платформа, яка складається з мікроконтролера та електронних компонентів, призначена для створення електронних пристроїв та робототехніки. Її використовують для автоматизації процесів, створення інтерактивних проєктів, таких як розумний дім, робототехніка, медіаінсталяції та вимірювальні прилади.

Arduino має відкритий вихідний код і може бути запрограмований за допомогою мови програмування Processing/Wiring. Платформа сумісна з різними датчиками, сенсорами, виконавчими механізмами та модулями розширення, що дозволяє створювати різноманітні проєкти.

Arduino використовується в освітніх цілях. Вона допомагає студентам вивчати основи електроніки, програмування та робототехніки. Завдяки простоті та доступності, Arduino став популярним інструментом серед любителів і професіоналів в області електроніки та робототехніки.

Особливості плат Arduino

Особливості плат Arduino:

• Різноманітність плат: від Arduino Uno до Arduino Due. Кожна плата має свої особливості та призначена для різних цілей.
• Мікроконтролери. Плати використовують різні мікроконтролери, такі як ATmega328, ATmega32U4 та інші.
• Деякі плати мають більше виводів, що дозволяє підключати більше компонентів.
• Різні плати мають різну кількість пам'яті, включаючи флеш-пам'ять, SRAM та EEPROM.
• Багато плат Arduino сумісні з різними розширеннями та модулями, що дозволяє створювати різноманітні проєкти.

Arduino Uno

Arduino Uno – мікроконтролерна плата, створена на базі мікроконтролера ATmega328P. Вона має 14 цифрових входів/виходів (із них 6 можуть працювати як виходи ШІМ), 6 аналогових входів, роз'єм USB, силовий роз'єм та кнопку перезавантаження. Arduino Uno програмується за допомогою мови Wiring та середовища розробки Arduino IDE.

Переваги плати:

• Плату можна використовувати для створення різних проєктів, включаючи робототехніку, автоматизацію та керування пристроями.
• Складається з окремих компонентів, які можна легко замінити або оновити, що робить її гнучкою та адаптованою до різних проєктів.
• Просте використання: інтуїтивно зрозуміле середовище розробки полегшує процес програмування та налагодження.

Недоліки плати:

• Обмежені обчислювальні ресурси (процесор і пам'ять).
• Обмежена підтримка деяких периферійних пристроїв.
• Відсутність вбудованого дисплея та інших компонентів.
• Необхідність підключення додаткових компонентів для розширення функціональності.
• Не підходить для складних проєктів, що вимагають високої продуктивності.

Arduino Leonardo

Arduino Leonardo – плата на базі мікроконтролера ATmega32U4. Вона має 20 цифрових входів/виходів (7 з них працюють як ШІМ-виходи, 12 — як аналогові входи), кварцовий резонатор на 16 МГц, роз'єм micro-USB, роз'єм живлення, роз'єм для внутрішньосхемного програмування ICSP і кнопку скидання. Особливість Leonardo полягає в тому, що USB-контролер вбудований у мікроконтролер ATmega32U4, що усуває необхідність використання додаткового процесора.

Переваги плати:

• Вбудований USB-порт, що спрощує підключення та програмування плати без необхідності використання додаткових перетворювачів або адаптерів.
• Використовується мікроконтролер ATmega32u4, який забезпечує вищу продуктивність та функціональність у порівнянні з попередніми моделями плат Arduino.
• Є 20 цифрових входів/виходів, з яких 7 можуть використовуватися як виходи ШІМ, і 12 аналогових входів.

Недоліки плати:

• Усього 32 КБ флеш-пам'яті, що може бути недостатньо для великих проєктів.
• Немає аналогових входів, що обмежує можливості для роботи з аналоговими датчиками.
• Використання нестандартного завантажувача може викликати проблеми при завантаженні скетчів на Leonardo.
• Для підключення до комп'ютера через USB потрібен додатковий перетворювач або кабель.

Arduino Mega

Arduino Mega – плата мікроконтролера, заснована на мікроконтролері ATmega2560. Вона має 54 цифрових входи/виходи (14 з яких можуть використовуватися як виходи ШІМ), 16 аналогових входів, 4 послідовних порти UART, кварцовий генератор на 16 МГц, USB-конектор, роз'єм живлення, роз'єм ICSP і кнопку перезавантаження. Arduino Mega сумісна з усіма платами розширення, розробленими для платформ Uno або Duemilanove.

Переваги плати:

• Є 54 цифрові виводи (14 з яких можуть використовуватися як виходи ШІМ) і 16 аналогових входів, що дозволяє підключати багато датчиків і виконавчих механізмів.
• Заснована на мікроконтролері ATmega2560, який забезпечує достатню обчислювальну потужність для складних проєктів та систем керування.
• Наявність трьох додаткових апаратних UART для підключення додаткових пристроїв, таких як GPS-модулі, Bluetooth-модулі та інші.

Недоліки плати:

• Складність у вивченні та використанні через велику кількість плат і компонентів.
• Висока вартість у порівнянні з іншими платами Arduino.
• Обмеження у використанні пам'яті та процесора, особливо при роботі з великими проєктами.

Arduino Nano

Arduino Nano – популярна модель плат сімейства Arduino, заснована на 8-бітному мікроконтролері ATmega328p. Вона має невеликі розміри, зручний форм-фактор і широкий діапазон напруг живлення (стабільно працює від 3 до 5 Вольт). Nano підходить для ознайомлення з Arduino і робототехнікою, а також для використання як основа для проєктів.

Плюси плати:

• Низька вартість.
• Сумісність з популярними операційними системами (Windows, macOS, Linux).
• Відкритий вихідний код і підтримка розширень за допомогою бібліотек C++.

Мінуси плати:

• Низька частота процесора.
• Мало флеш-пам'яті для створення програм.

Arduino Due

Arduino Due – плата мікроконтролера, заснована на процесорі Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3. Вона містить 54 цифрових входи/виходи, 12 аналогових входів, 4 UART, генератор тактової частоти 84 МГц, зв'язок через USB із підтримкою OTG, 2 ЦАП, 2 TWI, роз'єм живлення, роз'єм SPI, роз'єм JTAG, кнопку скидання і кнопку стирання. Arduino Due працює від напруги 3,3 В і сумісна з усіма платами розширення Arduino, що працюють від цього напруження.

Переваги плати:

• Потужний мікроконтролер AT91SAM3X8E з 54 цифровими портами, 12 аналоговими входами та 2 аналоговими виходами.
• 512 КБ флеш-пам'яті для зберігання програм.
• 2 порти MicroUSB для підключення та живлення.

Недоліки плати:

• Вища вартість у порівнянні з іншими платами.
• Може знадобитися додаткове живлення для деяких пристроїв, підключених до плати.

Застосування та проекти з використанням різних плат Arduino

Arduino можна використовувати для створення різних проєктів і пристроїв, таких як розумне освітлення, термостати, системи відеоспостереження та сигналізації, інтеграція з голосовими помічниками, DIY електроніка та робототехніка.

Як вибрати відповідну плату Arduino

Щоб вибрати відповідну плату Arduino, слід враховувати мету проєкту, розмір плати, її можливості та вартість. Для новачків рекомендується почати з Arduino Uno, для складних проєктів – Arduino Mega або Due.